電廠熱工自動化系統檢修常見問題分析及處理

張繼杰 華電萊州發電有限公司

一、閥門關閉時間檢修

《規程》要求進行關閉時間測試的閥門包括汽輪機（包括主機和給水泵汽輪機）閥門和抽汽逆止門。該項檢測屬于常規檢修項目。由于關閉時間一般在100～500ms 之間，因此，測試結果要求精確到毫秒級。有些電廠將閥門的行程開關量臨時接入SOE 系統，以此來測試關閉時間，這種做法是不科學的。這是因為在調整到距離全關（或全開）約15%的開度時，行程開關就開始動作。因此，以測量行程開關的動作時間差來計算閥門的關閉時間，測量結果偏差較大。

在實際的汽輪機閥門關閉時間測試中發現，某類型汽輪機的閥門關閉時間一般都會超出《規程》幾十毫秒。由于設備廠家沒法通過改造閥門機構來縮短關閉時間，因此對上述問題基本置之不理。筆者在對控制回路的動作時間進行研究后發現，對于閥門關閉時間超出《規程》幾十毫秒這一問題，還是有辦法解決的。筆者通過測試各種型號的繼電器動作時間發現，220VDC 普通繼電器的動作時間為 70～80ms，而快速繼電器的動作時間僅為9～10ms，因此在閥門控制回路中，如果將普通繼電器替換為快速繼電器，那么上述問題就迎刃而解了。

二、SOE 系統時間分辨率檢修

《規程》要求DCS 系統中 SOE 系統的時間分辨率為1ms。通過對國內外各種 DCS系統進行測試發現，某些 DCS 系統存在SOE 系統時間分辨率超標問題，特別是國內的 DCS 系統，其SOE 系統的時間分辨率甚至達到10ms 以上。在機組故障跳閘后，上述超標的SOE 系統時間分辨率記錄是沒有分析價值的，因而SOE 系統也就失去了存在的意義。因此，新建機組在投產前必須進行SOE 系統時間分辨率測試，如果測試結果不合格，就可以及時督促廠家完善。如果過了保質期再完善，廠家就不積極了。此外，對于投產一段時間的舊機組，如果SOE系統時間分辨率僅為幾毫秒，那么由以前的事故分析得出的結論就有可能是錯誤的。

三、DEH 加速度保護檢修

對于機組的所有聯鎖保護，在檢修后，運行人員需要逐項測試。DEH 系統汽機跳閘保護中一般設置有轉速加速度保護回路，由于產生的加速度信號難以獲取，因此，電廠一般不會對此回路進行測試驗證，甚至在機組調試階段和投運后聯鎖保護單上也沒有填寫該項內容。據調查，加速度保護回路曾在某些電廠動作過或誤動過，因此，對該保護回路進行常規的測試驗證是很有必要的。加速度保護的具體設置為：當加速度大于某一值時，保護動作。筆者認為這種設置方法不夠完善——如果轉速信號受到干擾（在實際中，發生過多次），加速度會達到很大的值，而實際中，汽輪機轉速的加速度是不可能達到這個值的。因此，在保護回路中，加速度保護應設置為當加速度大于某一值且小于某值時，保護回路動作，以免出現轉速信號受到干擾而誤動的情況。另外，該保護回路的測試驗證可以使用具有加速度測試功能的轉速儀來完成，熱工自動化系統的常規檢修中也應包括保護回路加速度測試。

四、熱控設備電源的切換檢修

DCS 系統機柜、計算機和自備不間斷電源（UPS）供電電源切換時間的測試是熱工自動化系統的常規檢修項目。《規程》要求電源的切換時間少于5ms，以確保電源故障時設備能正常工作。但據實際調查，很多電廠并沒有進行該項測試或者測試時操作不規范，比如依據設備是否需要重啟來判斷切換是否正常，并沒有測試具體時間。這種方法雖然比不測試好些，但不科學。如果切換時間正好處于臨界時間，就存在不確定的情況，出現測試正常而實際發生故障時切換不成功的現象。因此，建議按《規程》方法測試具體切換時間。

對于DCS 系統的計算機電源，有些電廠的切換時間不滿足“5ms”的要求。切換時，計算機停機，電廠通常將一半計算機掛在保安段，另一半掛在 UPS 電源上。這樣，一旦計算機當時工作的電源切斷，就會導致一半計算機關閉，需人工重啟，從而給系統運行帶來很大的安全風險。

五、I/O 通道抗干擾能力檢修

I/O 通道抗干擾能力包括抗射頻干擾能力、抗共模和差模干擾能力。I/O 通道抗干擾能力的測試是《規程》要求的常規檢修項目。在實際中，很多電廠僅開展操作簡便的抗射頻干擾能力測試。DCS 系統中的設備大多為電子產品，運行一段時間后會自然老化，I/O 通道抗干擾能力也會減弱，這也是《規程》要求定期進行該項測試的原因。

在抗共模和差模干擾能力測試中，需要獲取各種干擾電壓信號，比如交流共模干擾電壓（幅值范圍為 0～300V）、直流共模干擾電壓（幅值范圍為0～300V）、熱偶串模干擾電壓（幅值范圍為0～1500mV）、AI 交流串模干擾電壓（幅值范圍為0～24V）、AI 直流串模干擾電壓（幅值范圍為 4.5～24V）。上述參數均可按DL/T 774《規程》附錄C“抗共模和差模干擾能力測試方法”進行測試和計算。電廠熱工自動化系統檢修人員在完成該項工作的過程中，主要面臨以下兩方面的困難：①測試以上各種等級的電壓信號本身具有一定的難度；②沒有掌握《規程》中的測試方法。為此，很多電廠放棄了抗共模和差模干擾能力測試。

六、熱工機柜內繼電器的檢修

《規程》7.3.1.1.5 明確規定機柜內繼電器的測試為常規檢修項目，要求測試觸點的接觸電阻、動作和釋放時間、電壓范圍是否符合制造廠規定。在一個燃煤機組熱控系統中，FSSS、MFT、ETS、METS 等保護機柜繼電器約有三四百個。同時，該系統還包括交流、直流型號及24～220V 的各種繼電器。如果不使用專用的測試儀器，電廠很難測試所有的參數或測試效率很低。因此，很多電廠都沒有進行該項檢修。也有的電廠使用繼保儀來測試，但只能測試電壓值，難以測出接觸電阻（毫歐級）和動作時間（毫秒級），這與規范要求不相符。根據調研，近兩年，市面上出現了全自動繼電器校驗儀，它是專門針對熱工自動化系統檢修項目而研發的，對各種型號和各種電壓等級的繼電器均能自動完成以上參數的測試并能保存數據。一臺全自動繼電器校驗儀在30 s 內就可完成全部參數的測試，從而顯著提升檢修效率和檢修效果。

總之，在對電廠熱工自動化處理檢修中，影響檢測工作的原因有很多，只有將電廠熱工自動化系統檢測進一步的提高，才能夠將電廠的整體進一步得到提高。